Misurare un campo magnetico non è così difficile se ci sei dentro. Misurazione di un campo magnetico a distanza, dall'altra parte di una stanza, attraverso un paese, o 93 milioni di miglia di distanza, è una storia completamente diversa. Ma questo è esattamente ciò che un team di scienziati della NASA e collaboratori internazionali mira a fare con la missione CLASP2.1:misurare il campo magnetico in una fetta critica dell'atmosfera solare chiamata cromosfera.

CHIUSURA2.1, abbreviazione di Chromospheric Layer Spectropolarmeter 2.1, effettuerà queste misurazioni da un razzo sonda della NASA. I razzi sonda sono piccoli razzi che trasportano strumenti nello spazio per cinque-dieci minuti prima di ricadere sulla Terra. La finestra di lancio per la missione del razzo sonda CLASP2.1 si apre alle 11:30 MT del 5 ottobre, 2021, al White Sands Missile Range nel New Mexico.

Il prossimo volo sarà il terzo viaggio nello spazio dello strumento CLASP. Il lavoro attuale si basa sui voli precedenti per aiutare gli scienziati a comprendere meglio il campo magnetico della cromosfera solare, così chiamato per il suo aspetto rosso brillante durante le eclissi solari totali.

Il magnetismo guida gran parte dell'attività del sole, come i brillamenti solari. Secondo David McKenzie, Investigatore principale e astrofisico del CLASP2.1 presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, il magnetismo è ciò che rende interessante l'astrofisica. "Questo è particolarmente vero nella fisica solare, " Egli ha detto.

I brillamenti e altre attività sulla superficie del sole possono influenzare le persone sia sulla Terra che nello spazio. Mentre le radiazioni dannose di un brillamento non possono attraversare l'atmosfera terrestre per influenzare fisicamente le persone a terra, queste raffiche di radiazioni possono interferire con i segnali radio e GPS, e altri effetti dell'attività solare possono danneggiare prematuramente i metalli in cose come oleodotti e centrali nucleari. Un'attività solare estremamente intensa può persino causare interruzioni di corrente. Le massicce dosi di radiazioni che accompagnano i brillamenti solari rappresentano anche una minaccia per gli astronauti al di fuori della protezione del campo magnetico terrestre.

"Capendo il campo magnetico nel sole, possiamo imparare a prevedere quando questi eventi accadranno, " disse McKenzie. Un giorno, le informazioni potrebbero aiutare gli scienziati a mettere in guardia le compagnie energetiche sugli eventi ad alto rischio o dire agli astronauti quando è sicuro fare una passeggiata spaziale.

Ma in questo momento, non sappiamo molto del campo magnetico nella cromosfera, lo strato inferiore dell'atmosfera solare dove le forze magnetiche danno origine alle eruzioni solari. Ciò è in gran parte dovuto al fatto che è così difficile da misurare.

Entra in CLASP e nelle sue successive missioni, CHIUSURA2 e CHIUSURA2.1. Poiché i ricercatori non possono misurare direttamente il campo magnetico, CLASP è stato progettato per misurare gli effetti del campo magnetico nella cromosfera, dove il materiale solare super caldo emette luce ultravioletta.

Il telescopio CLASP che guarda il sole fornisce luce ultravioletta a uno spettrografo, uno strumento che separa la luce nelle sue lunghezze d'onda componenti. Ogni lunghezza d'onda appare come una "tacca" nello spettro luminoso:gli scienziati le chiamano linee spettrali. In presenza di un campo magnetico, queste linee a volte si dividono. (Questo fenomeno, noto come effetto Zeeman, prende il nome dal fisico olandese Pieter Zeeman, che per primo lo osservò nel 1896. Zeeman vinse un premio Nobel per la scoperta, che è fondamentale per l'astrofisica.)

Questa divisione delle righe spettrali polarizza anche la luce, in modo che le singole onde luminose tendano ad oscillare in una certa direzione, o anche con un movimento circolare (in senso orario o antiorario). Dotato di un filtro specializzato, essenzialmente una versione più precisa degli occhiali da sole polarizzati, CLASP2.1 misurerà questa polarizzazione. Con queste informazioni, gli scienziati possono determinare con precisione quanto il campo magnetico della cromosfera ha diviso le righe spettrali.

"La quantità della scissione dipende dalla forza del campo magnetico, " ha detto McKenzie. "Allora, se puoi misurare la quantità di scissione, quindi hai una misurazione remota di quanto sia forte il campo magnetico."

CHIUSURA2.1, che utilizza lo stesso strumento delle precedenti missioni CLASP, ha la stessa configurazione di CLASP2 ma testerà una nuova funzionalità. Invece di misurare solo una scheggia di sole, osserverà da 12 a 15 frammenti di uguali dimensioni durante i suoi sei minuti nello spazio. (McKenzie dice che ci vorrebbero molte centinaia di questi segmenti per abbracciare il sole). Ogni frammento rivela un'istantanea di quella sezione del campo magnetico in continua evoluzione del sole. Più schegge possono coprire, più ampia è la fascia del campo magnetico che gli scienziati possono visualizzare.

McKenzie spera di poter mettere lo strumento su un satellite in volo libero dove possa effettuare misurazioni continue del sole. Prima che un pezzo di equipaggiamento scientifico guadagni un posto a bordo di un satellite, anche se, i ricercatori che ci lavorano devono dimostrare che funziona. Missioni di razzo sonante come questa consentono a McKenzie e al resto della squadra di testare e perfezionare le proprie attrezzature. "È lo sviluppo tecnologico, è una prova del concetto, risolviamo alcuni dei bug, " disse. E, nel processo, il team produce istantanee dei campi magnetici della cromosfera.